[发明专利]一种基于实时嵌入式控制系统的无人机通信干扰对抗方法

摘要

本发明涉及一种基于实时嵌入式控制系统的无人机通信干扰对抗方法，属于无人机通信对抗技术领域。本发明包括步骤S1构建无人机天线模型；S2利用时域有限差分法分析天线特性；S3求取固定于坐标系中天线在远区某一距离球面上的电场分布；S4再利用坐标变换，将上面求得的值转换为天线处于任意姿态时的电场分布；S5最后将球面上的电场分布转换到地面，得出地面坐标与有效干扰功率的对应关系；S6调节无人机飞行姿态进行地面通信干扰。本发明可以有效准确的调节无人机飞行姿态，以实现无人机对地面通信系统干扰效果的最大化，有效的避免了传统地面通信对抗的弊端，在无人机通信对抗领域有着较高的应用价值。

主权项

一种基于实时嵌入式控制系统的无人机通信干扰对抗方法，其特征在于：所述基于实时嵌入式控制系统的无人机通信干扰对抗方法的具体步骤如下：Step1、构建无人机天线模型：利用无人机侧翼本身的大尺寸构成共形阵天线来作为无人机天线模型；Step2、利用时域有限差分法分析天线特性：Step3、求取固定于坐标系中天线在远区某一距离球面上的电场分布：对于某一时刻的与机体相牵连的地面坐标系Sg中处于任意姿态的无人机天线，它在机体坐标系Sb中的位置是固定的，因此在机体坐标系中用时域有限差分法计算得到它在某一工作频率下的远区球面上的电场分布；Step4、再利用坐标变换，将上面求得的值转换为天线处于任意姿态时的电场分布：其中，前提是定义地面坐标系Oxg’yg’zg(Sg’)和机体坐标系Obxbybzb(Sb)，将OXg′、OYg′平移至ObXg、ObYg得到与机体相牵连的地面坐标系为ObXgYgZg(Sg)，则ObXgYgZg(Sg)与Obxbybzb(Sb)两个坐标系之间的关系由无人机三个飞行姿态来确定：偏航角α、俯仰角β和滚转角γ，其方向都以沿相应坐标右旋转为正，记以上三个姿态角变换所对应的基元旋转矩阵分别为Lgbz(α)、Lgby(β)和Lgbx(γ),则从机体坐标系Sb到与机体相牵连的地面坐标系Sg的坐标变换矩阵Lgb(α，β，γ)为：Lgb(α,β,γ)＝Lgbz(α)Lgby(β)Lgbx(γ)根据上面的坐标变换公式，即能求得无人机天线在任意姿态时的电场分布；Step5、最后将球面上的电场分布转换到地面，得出地面坐标与有效干扰功率的对应关系：在地面坐标系Sg中，N点为远区球面电场上的一点，N点的坐标为(xg,yg,zg)，记ObN与地面的交点N0坐标为(xg0,yg0,zg0)，则有zg0＝‐h，h为无人机飞行高度，根据三角形等比关系得：xg0=-hzgxg,yg0=-hzgyg]]>由于地空之间的电波传播方式视为自由空间传播，远区电场与传播距离成反比，根据这个关系将N点的电场转换到N0点，其分量列阵为(E0)g有：(E0)g=ONObN0(E)g=zg-h(E)g]]>通过上述变换，求得与机体相牵连的地面坐标系Sg中z为地面上xg0和yg0与电场E0的对应关系，即得到了地面上的场强分布；其中：地面坐标系为OXg′Yg′Zg(Sg′)，机体坐标系为ObXbYbZb(Sb),将OXg′、OYg′平移至ObXg、ObYg得到与机体相牵连的地面坐标系为ObXgYgZg(Sg)；E0是N点映射到N0点的电场；E是原点O处的电场；(E)g为原点O处的电场E对应的电场矢量的分量列阵；Step6、调节无人机飞行姿态进行地面通信干扰：根据地面接收天线的方向性，结合上面计算得到的地面上的场强分布，用于调节无人机飞行姿态，进行有效、最大化的干扰敌方通信系统。